Reaalsuund
Reaalharu peaks valima õpilane, kes on huvitatud matemaatikast, loodusseadustest ja loodusseaduste rakendamisest süvaõppe tasemel. Tallinna Nõmme Gümnaasiumi koostööleping Tallinna Tehnikaülikooliga annab õpilasele hea võimaluse jätkata kõrgkoolis oma uurimis- ja teadustööga ning parema ettevalmistuse kõrgkooli sisseastumiseks. Õppetöö erinevatel etappidel toimuvad õppekäigud teadusasutustesse (metrosert) ja ettevõtetesse(elektrijaamad). Kasutame partnerite õppelaboreid õppetöö rikastamiseks. Koolis toimuvad füüsika õpikojad, milles luuakse huvilistele võimalusi süvendatult uurida protsesse looduses. Lisaks kooli planetaariumile toimub õpe ka teistes võimalusi pakkuvates asutustes (Tähetorn, Tõravere)
Humanitaar-meediasuund
Humanitaar-meediasuuna eesmärk on süvendatud üldkultuuriliste ja keeleteadmiste pakkumine.
Süvendatult õpetatakse kunsti, ajalugu, kirjandust ja keeli. Inglise ja vene keelele lisandub saksa või hispaania keel. Oodatud on õpilased, kellele pakuvad huvi arutelud ja kellel on huvi kultuurimaastikul ning maailmas toimuva vastu. Sellel suunal õppivad noored omandavad oskuse üldistada tendentse ja mõelda raamidest välja, tõlgendades tekste erinevatest vaatenurkadest ning luues oma tekste. Lisaaine ajakirjandus annab tugeva aluse õpinguteks humanitaarsetel erialadel kõrgkoolis, näiteks TÜs ja BMFis . Humanitaarid õpivad tundma draama- ja filmikunsti põhialuseid, leidma seoseid kirjanduse, teatri, kujutava kunsti jt meediumite vahel. Õppeperioodi vältel külastatakse regulaarselt teatrietendusi ja kunstinäitusi. Ühiselt nähtut analüüsitakse ja mõtestatakse, pöörates tähelepanu kunstiliigi spetsiifikale. Kevadeti koonduvad humanitaarid laagrisse, kus nad saavad osaleda loomingulistes töötubades oma huvidele vastavalt.
Loodussuund
Loodussuuna keskseks teemaks on „Keskkond ja inimene“. Loodussuuna läbinud õpilane on teadlik keskkonnateguritest ning saanud ülevaate tervishoiuga seotud valdkondadest, mis võimaldab edasiõppimist meditsiini ja loodusteadustega seotud erialadel. Antud suunas õpitakse süvendatult bioloogiat, keemiat ja geograafiat.
Olulisel kohal on ka traditsioonilised õppekäigud ja looduslaagrid välipraktikana. Metsaistutamise päeval õpetatakse metsamajanduse jätkusuutlikust ning selle arengut. Tallinna Nõmme Gümnaasiumi koostööleping Tallinna Tehnikaülikooliga annab õpilasele hea võimaluse jätkata kõrgkoolis oma uurimis- ja teadustööga ning parema ettevalmistuse kõrgkooli sisseastumiseks.
Loodussuunal õpitakse matemaatikat laia programmi järgi.
Loodussuund korvpalliharu